近日，我校机械学院风电装备团队代元军教授课题组围绕大型风力机叶片仿生降噪、叶尖结构优化、风雨耦合载荷特性等关键科研难题，持续在《Energy》、《Ocean Engineering》国际顶级期刊持续发表高水平论文成果5篇。

其中，《Energy》为中科院一区Top期刊，是能源领域国际公认顶级期刊;《Ocean Engineering》为中科院二区Top期刊，是海洋工程与可再生能源领域顶级期刊，在国际海洋装备与清洁能源研究方向具有重要学术影响力。本次系列成果紧扣海上与陆上大型风电机组“降噪增效、减振抗载、安全稳定”核心需求，提出多项原创性设计与调控方法，为兆瓦级风电装备高效低噪运行提供了全新技术路径，标志着我校在大型风电装备低噪声设计、气动性能提升及极端海洋工况适应性研究领域已达到国际先进水平。

主要成果1-仿生鱼鳞结构叶片：实现降噪与气动性能协同提升

课题组首次提出鱼鳞仿生叶尖结构，突破传统叶片降噪与气动性能相互制约的技术瓶颈。基于大涡模拟（LES）与FW-H声学类比方法，系统揭示仿生结构切断叶尖涡、加速涡耗散的降噪机理，研究成果发表于能源领域顶刊《Energy》。研究表明：最优仿生方案（S-rs1）最低声压级降至81.13 dB，较原型叶片最大降噪8.5 dB;近尾迹关键监测点基频噪声降低4.0 dB，60–140 m径向范围噪声最大降低7.9%;升阻比提升1.43%–1.64%，实现气动性能与声学性能协同优化，为大型海上风机低噪声设计提供仿生新策略。

该工作近期发表在国际顶级期刊Energy（中科院一区Top，IF=9.4）上。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.139089

主要成果2-融合叶尖结构：减振降噪与气动增效双重突破

课题组原创融合式叶尖结构，借鉴航空融合翼减涡减振原理，开展多工况风洞试验与数值模拟，相关成果连续发表于能源领域顶刊《Energy》和海洋工程与可再生能源领域顶级期刊《Ocean Engineering》。核心发现：融合叶尖可使风机低频振动加速度幅值降低5.23%–71.43%，噪声声压级降低1.63%–11.65%;叶尖折角越大，减振降噪效果越优，45°折叠方案（L3）减振幅度最高达49.63%;风机风能利用系数最大提升15.05%，轴向速度与涡量分别降低26.07%、31.28%，显著改善尾迹流场特性。该结构兼具减振、降噪、增功三重优势，已获多项国家发明专利授权，具备良好工程转化前景。

该工作近期发表在国际顶级期刊Energy（中科院一区Top，IF=9.4）上。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.136686

国际顶级期刊Ocean Engineering（中科院二区Top，IF=5.5）上。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.119464

国际顶级期刊Ocean Engineering（中科院二区Top，IF=5.5）上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117869

主要成果3-风雨耦合载荷：揭示海上风机极端工况响应机理

针对海上风机强降雨服役环境，课题组建立欧拉-拉格朗日风雨两相流耦合模型，系统研究降雨强度、雨滴入射角对叶片载荷与流场的影响机制，成果发表于海洋工程与可再生能源领域顶级期刊《Ocean Engineering》。研究首次阐明：低风速区雨滴动量注入主导载荷响应，中高风速区气动性能退化占优;额定风速下，降雨强度50 mm/h时转子推力损失达5.8%，雨滴入射角45°时推力呈0.71 kN/°梯度下降;揭示“微观雨滴分布—宏观转子载荷”内在耦合机制，为海上风机抗雨蚀设计与控制优化提供理论依据。

该工作近期发表在国际顶级期刊Ocean Engineering（中科院二区Top，IF=5.5）上。论文链：https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2026.125518

以上系列成果覆盖仿生流动控制、结构减振降噪、多相流耦合三大方向，形成了从机理发现、结构创新、试验验证到工程应用的完整创新链。研究不仅丰富了风电装备气动声学与结构动力学理论体系，更为我国大型海上风电场、深远海浮式风机的低噪声、高可靠、长寿命设计提供关键技术支撑，助力风电装备“降本增效、绿色低碳”发展，充分彰显了我校在新能源装备领域的科研实力与学科影响力。

近年来，机械学院持续强化高水平科研团队建设，聚焦新能源装备、高端制造等重点方向深耕细作，一批中青年学者在国际顶刊发表标志性成果，科研创新能力与学术影响力稳步提升。未来，学院及风电装备团队将继续依托学科与科研平台优势，围绕国家“双碳”战略需求，推动基础研究与工程应用深度融合，不断产出高质量科研成果，为服务国家能源科技战略与上海高端装备产业高质量发展贡献更大力量。